JPH01117967A - 車両の運動特性制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は車両の運動特性制御装置に関するものである。

（従来技術） 最近の車両においては、アクセル操作に対するスロット
ル弁の作動を電磁気的に制御するものが増えつつある。

トのものにあっては、アクセル開度に対するスロットル
開度を定めた所定のスロットル特性に基づいて、スロッ
トル弁が電磁気的に制御されることになる。そして、ス
ロットルゲインを変更することにより、事実ヒスロット
ル特性を変更するようにしたものも提案されている（特
開昭５９−１０７５０号公報参照）。

ところで、最近では、車両の運動特性をどのように設定
するかが１つの大きな課題となっており、そのなかの１
つとして、運転者のアクセル操作に対する車体前後方向
の加速度の表われ方がある。すなわち、アクセル操作に
対する車体加速度が比較的ゆっくりと立上ることが望ま
れる場合があり、このような場合としては、前方が比較
的混雑している道路状況において前方車両に対する車両
間隔をつめる場合がある。また逆に、アクセル操作に対
する車体加速度が比較的急激に立上ることが望まれる場
合があり、このような場合としては、前方が大きく開け
た高速道路での加速時あるいは追越しを行うときなどが
ある。

しかしながら、前述したように、アクセル開度に対する
スロットル開度の特性を変更するのみでは、所望の運動
特性を得る上でげ十分対応することが不可能となる。こ
の点を詳述すると、アクセル開度に対するスロットル開
度の大きさを示すスロットル特性を複数設定して、この
複数のスロットル特性を変更するのみでは、このスロッ
トル特性の変更に応じて一挙にスロットル開度の大きさ
が変更されることになる。そして、この−挙のスロット
ル開度の大きさの変更は、例えばスロットル開度が小さ
くなるようなスロットル特性への変更時には要求する加
速そのものが得られなくなる場合があり、逆にスロット
ル開度が大きくなるようなスロットル開度への変更時に
は一時的に要求しない急激な加速が生じることを避けら
れないことになる。このことは、加速というものが、あ
る運転状態からアクセルが踏込まれることにより行われ
るということ、および上記ある運転状態を維持するのに
異なるスロットル特性の間ではそのときのアクセル開度
が相違する、ということから避けられないものとなる。

（発明の目的） 本発明は以上のような事情を勘案してなされたもので、
運転者のアクセル操作に対する前後方向の加速度の表わ
れ方というものを、より最適に設定し得るようにした車
両の運動特性制御装置を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段、作用）本発明は、アク
セル操作に対する前後方向加速度の発生態様を示す運動
特性というものを複ａ設定して、この運動特性をあらか
じめ定められた条件にしたがって変更するように゛しで
ある。具体的には、第１５図に示すように、 車体の前後方向のＭ動を支配するパワープラント系の発
生トルクを調整するトルク調整手段と、 前記トルク調整手段を制御して、アクセル操作に対する
車体前後方向の加速度の発生態様が所定の特性となるよ
うに制御する運動特性制御手段と、 前記運動特性制御手段が用いる前記所定の特性を、あら
かじめ定めた条件にしたがって変更する運動特性変更手
段と、 を備えた構成としである。

このような構成とすることにより、ある運転状態からア
クセルを踏込んで加速を要求した際、このある運転状態
から所定の運動特性にしたがうようにパワープラント系
の発生トルクが徐々に変化されることになり、このアク
セル操作初期時における違和感というものを生じさせる
ことなく、所望の加速態様をとることができる。勿論、
減速の場合は、加速度が「負」と考えればよい。

なお、パワープラント系の発生トルク調整としては１例
えばスロットル開度を調整することにより行うことがで
きる。また、運動特性を変更する条件としては、例えば
運転者により操作されるマニュアルスイッチ、アクセル
踏込速度等適宜のものを設定し得る。

（実施例） 以下本発明の実施例を添付した図面に基づいて説明する
。

仝」す１戚 第１図において、ｌはオツトー式のエンジン、２は自動
変速機であり、エンジンｌの出力が自動変速機２を介し
て、図示を略す駆動輪へ伝達される。

自動変速ａ２は、トルクコンバータ３と遊星歯車式多段
変速機構４とから構成されている。このトルクコンバー
タ３は、ロックアツプクラッチ（図示略）を備え、ロッ
クアツプ用のソレノイド５の励磁、消磁を切換えること
により、ロックアツプのＯＮ（締結）、ＯＦＦ　（解除
）がなされる。また、変速機構４は、実施例では前進４
段とされ、既知のように複数個の変速用ソレノイド６に
対する励磁、消磁の組合せを変更することにより、所望
の変速段とされる。勿論、ト記各ソレノイド５．６は、
ロックアツプ用あるいは変速用の油圧式アクチュエータ
の作動態様を切換えるものであるが、これ等のことは従
来から良く知られている事項なので、これ以上の説明は
省略する。

第１図中１０はマイクロコンピュータを利用して構成さ
れた制御ユニー／　）で、これには各センサあるいはス
イッチ１１−１４からの信号が入力される。Ｌ記センサ
１１は、アクセル開度を検出するものである。センサ１
２は車速を検出するものである。スイッチ１３は運転者
によりマニュアル操作されて運動特性変更の指令を行う
ものである。センサ１４は、自動変速機２の現在のギア
位置すなわち変速段を検出するものである。また、制御
ユニットｌＯからは、スロットルアクチュエータ７およ
び前記各ソレノイド５．６に出力される。このスロット
ルアクチュエータ７は、エンジン１の吸気通路に設けた
スロットル弁８を駆動するもので、制御ユニット１０は
、後述するように、所定のスロットル開度となるように
７クチユエータ７を制御する。

なお、制御ユニット１０は、基本的にＣＰＵ。

ＲＯＭ、ＲＡＭ％ＣＬＯＣＫ　（ソフトタイマ）を備え
る他、Ａ／ＤあるいはＤ／Ａ変換器さらには入出力イン
ターフェイスを有するが、これ等はマイクロコンピュー
タを利用する場合の既知の構成なので、その説明は省略
する。なお、以下の説明′で用いる変速特性、！Ｉ！動
特性等のマツプは、制御ユニット１０のＲＯＭに記憶さ
れているものである。

運動特性 本実施例においては、アクセル操作に対する前後方向加
速度の表われ方を示す運動特性として、５ＩＪｓ図に示
すように、定常モード用（実線）とパワーモード用（破
線）との２種類設定しである。

この第５図においては１、アクセル開度がαＡに相当す
るときの走行負荷と釣合った所定車速での第１定常運転
状態から、アクセルを踏込んで加速を行うことにより所
望の車速となった後アクセルを戻して、アクセル開度が
αＢに相当する走行負荷と釣谷う第２定常運転状態へと
移行するときの加速度の表われ方として示しである。こ
のような条件の下において、定常モードでは、加速度が
ゆっくりと立上るように設定されているため、αＡから
αＢに移行する途中での最大アクセル開度αＰＥが大き
くなる。これに対して、パワーモードでは、加速度が早
く立上るため、αＡからαＢに移行する途中での最大ア
クセル開度αＰＰが小さくなる。

上記定常モードによる運動特性は、第４図に示す基本（
定常用ということもある）スロットル特性に基づくスロ
ットル制御を行うことにより得られるように設定しであ
る。そして、パワーモードによる運動特性を得るには、
上記基本スロットル特性におけるスロットルゲインを、
アクセル操作されたときから変化させることにより得る
ようにしである。よる具体的には、第４図に示す基本ス
ロットル特性線は、その傾きＫが「１」とされた線形と
して設定されているが、パワーモード用の運動特性とす
るにはＫを１より大きい所定の値とすることにより得る
ようにしである。

なお、上記定常モードとパワーモードとは、マニュアル
スイッチからなるモード選択スイッチ１３による選択の
場合であり、このスイッチ１３はこの他オートモードを
選択し得るようにして、このオートモードにおいては、
後述するように走行状態に応じて、マニュアル選択され
る定常モードとパワーモードとも中間の運動特性をｉＩ
！続可変式に設定されるようになっている。

制御ユニ・ト１０の制御内容　　略）−制御ユニットｌ
Ｏによる運動特性制御は、次のように行われる。

先ず、モードスイッチ１３により定常モードが選択され
ているときは、運動特性として、第５図実線で示す定常
モードとなるように制御、すなわちスロットル特性とし
て第４図に示す基本スロットル特性にしたがうスロット
ル開度となるように制御する。また合せて、このときの
変速特性は。

第２図に示すエコノミモード用のものを選択する。

また、モードスイッチ１３によりパワーモードが選択さ
れているときは、運動特性として、第４図で示す基本ス
ロットル特性に対して、あらかじめ設定した最大スロッ
トルゲインに麿ａＸ　　（第７図参照）を選択する。ま
た合せて、変速特性として、第３図に示すパワーモード
用、すなわち第２゜図のエコノミモード用変速特性に比
してより高い車速で変速が行われるように設定されたも
のが用いられる。

さらに、モードスイッチ１３がオートモードを選択して
いるときは、アクセル踏込速度α′の大きさに応じて、
自動パワーモードか自動定常モードかのいずれかの制御
がなされる。自動定常モードのときは、モード選択スイ
ッチ１３が定常モードを選択したと同じように基本スロ
ットル特性にしたがう制御がなされる。また自動パワー
モードのときは、第７図に示すように、アクセル踏込速
度の最大値α′■ａ！に応じてスロットルゲインＫ（ｌ
≦に≦Ｋｍａｘ）を選択する。また合せて、このオート
モードのときは、定常モート、パワーモードの区別なく
、変速特性として第３図のパワーモード用のものが用い
られる。

上記オートモードにおけるスロットル開度の設定は、よ
り具体的には１次のように行われる。すなわち、アクセ
ルの踏込速度α′が、１秒間にアクセル開度ｌＯ％より
も大きくなったときはパワーモード（自動）とされ（Ａ
Ｍ＝　１）、１０％／秒以下のときは定常モード（自動
）とされる（ＡＭ＝　０）　、そして、自動パワーモー
ドとした後、α′がアクセルの戻し操作であるとみなせ
る値としてのｒ−Ａ％／秒」よりも小さくなったときは
、自動７常モードへ復帰される。このような「オートモ
ード」での設定を図式的に示したのが第６図である。

前述したことを前提として、第８図には、ある定常運、
転状態から、定常モードへ移行するときとパワーモード
へ移行するときの様子を示しである。すなわち、いま、
アクセル開度がα０の時点で定常運転しているとすると
、このときのスロットル開度は、基本スロットル特性に
したがっているのでＴＯとなる。この状態から、定常モ
ードによって、アクセル開度がα０からαｌへと変化し
た場合（α１〉α０）は、基本スロットル特性にしたが
うときなので、α１に対応したスロットル開度はＴｏ′
となる。そしてこのＴｏ′とＴ。

（Ｔｏ　’　＞ＴＩ　）との差分ΔＴ１に基づく余裕ト
ルクが、車体を加速させ、このときの加速度発生態様が
第５図実線で示す定常モードに対応したものとなる。

−・方、上記α０から、パワーモードによってα１へ移
行したときを考える。このときと、α０時点より、スロ
ットル特性が、スロットルゲインが１よりも大きいＫの
値に対応した傾きを有するスロットル特性（第８図破線
）に従うものとなる。このとき１．アクセル開度α１に
対応するスロットル開度はＴＴＡとなり、当然のことな
からＴＴＡ＞Ｔ、　’となる。したがって、ＴＴＡとＴ
ｏとの差分ΔＴ２という大きな余裕トルクによって、加
速度の発生態様としては第５図実線の定常モードの場合
よりも当該加速度の立りりが早いものとなる。

前述した制御ユニットｌＯの制御内容の詳細について、
第９図〜第１１図に示すフローチャートを参照しつつ説
明する。なお、以下の説明でＰはステップである。

先ず、第９図のメインフローチャートにおけるＰｌにお
いて、システミ全体のイニシャライズがなされた後、Ｐ
２において、モード選択スイッチ１３の操作状況が読込
まれる。この後、Ｐ３．Ｐ４の判別処理によって、モー
ド選択スイッチ１３が定常モードを選択しているときは
フラグＭがＯにセットされ（Ｐ３’）、パワーモードを
選択しているときはフラグＭが１にセットされ（Ｐ５）
。

オートモードを選択しているときはＭが２にセットされ
る（Ｐ６）。

上記Ｐ３、Ｐ５の後は、そのままＰ８へ移行するが、Ｐ
６を経るルートの場合は、後述するＰ７での走行状態判
定を行った後、Ｐ８へ移行する。

このＰ８では、後述するスロットル制御がなされる。引
続き、Ｐ９での変速制御、ＰＩＯでのロックアツプ制御
が行われる。勿論、このＰ９、ＰＩＯでの制御に用いる
変速（ロック子−２プ）特性としては、前述したように
、Ｍ＝Ｏのときにエコノミモード（第２図）がＭ＝１お
よび２のときにパワーモード（第３図）が用いられる。

前記Ｐ７での走行状態の判定は、第１θ図に示すフロー
チャートに基づいてなされる。先ず、Ｐ２１において、
アクセル踏込量すなわち、アクセル開度αが読込まれ、
次いでＰ２２においてその変化率すなわち、アクセル開
度の変化速度α′が算出される。この後、Ｐ２３におい
て、フラグＡＭが１であるか否かが判別されるが、この
フラグＡＭはｒｌＪのときがオートモードでパワーモー
ドが選択された場合を示す。このＰ２３の判別ＮＯのと
きは、Ｐ２４において１、アクセル開度の変化速度α′
が１秒間当り１０％よりも小さいか否かが判別される。

そして、この判別でＮＯのときは、α′が大きくて急加
速を要求しているときなので、Ｐ２６に移行してフラグ
ＡＭをｒｌＪにセットする。逆にＰ２４の判別でＹＥＳ
のときは急加速を要求していないときであるとして、Ｐ
２５においてフラグＡＭがｒＯＪにセットされる。

上記Ｐ２３の判別でＹＥＳのときは、Ｐ２７において、
α’＜−Ａ％／　ｓ　ｅ　ｃであるか否か、すなわちア
クセルを戻し操作したか否かが判別される。そして、こ
のＰ２７の判別でＮＯのときはなおも急加速要求中であ
るとしてそのままリターンし、Ｐ２７の判別でＹＥＳの
ときはＰ２５に移行してフラグＡＭを「０」にリセット
する。

前記Ｐ７でのスロットル制御は、第１１図に示すフロー
チャートに基づいてなされる。

先ず、Ｐ３１で、アクセル開度αが読込まれた後、Ｐ３
２においてその変化速度α′が演算される。その後、Ｐ
３３において、フラグＭが０であるか否かが判別される
。このＰ３３の判別でＹＥＳのときは、モード選択スイ
ッチ３３が定常モードを選択しているときである。この
ときは、Ｐ３４に移行して、第４図の基本スロットル特
性に基づき、現在のアクセル開度αに対応したスロット
ル開度Ｔｏが読込まれる。そして、Ｐ３５において、こ
のスロットル開度０が目標スロットル開度ＴＴＡとして
設定された後、Ｐ３６において当該スロットル開度Ｔｏ
が後の制御のために記憶、更新される。この後はＰ３７
において、フラグＡＦをｒＱＪにリセットした後、Ｐ３
８において目標スロットル開度ＴＴＡが実現される。な
お、−上記フラグＡＦは「０」のときが定常モードによ
る制御であることを示す。

前記Ｐ３３での判別がＮＯのときは、Ｐ３９において、
フラグＭが１であるか否かが判別される。このＰ３９の
判別でＹＥＳのときは、モード選択スイッチ１３により
パワーモードが選択されているときである。このときは
、先ずＰ２Ｏにおいて、スロットルゲインを最大値に層
ｄ冨に設定した後、Ｐ４１において、フラグＡＦが０で
あるか否か、すなわち前回までの制御が定常モードで行
われていたか否かが判別される。このＰ４１の判別でＹ
ＥＳのときは、定常モードからパワーモードへの切換時
であり、このときは先ずＰ４２において、前記Ｐ３６で
記憶されていたＴｏおよび基本スロットル特性に照して
このＴｏに対応する。

アクセル開度α０が読込まれる０次いで、Ｐ４３におい
て、パワーモードによる制御を行うことを示すためフラ
グＡＦをｒｌＪにセットする。この後、Ｐ４４に示す式
にしたがって、目標スロットル開度ＴＴＡが算出される
。そして、Ｐ３８においてこのＴＴＡが実現される。な
お、Ｐ４４に示す式は、基本スロットル特性が線形でか
つその傾きＫが「１」に設定しであるため極めて簡単な
ものとされているが、この式の意味するところは、今迄
の説明からも理解されるように、第８図α０時点で定常
モードからパワーモードへと切換わって。

第８図破線で示すスロットル特性にしたがうことを意味
する。換言すれば、Ｐ４２の処理は、　Ｐ３６での処理
と合せて、パワーモードへ切換える際の目標スロットル
開度の初期値が第８図α０に対応したＴｏとなるように
設定するためのものである。

前記Ｐ３９の判別でＮＯのときは、モード選択スイッチ
１３が、運動特性としてオートモードを選択していると
きにある。このときに、先ずＰ４４′においてＡＭがＯ
であるか否かが判別される。

このＰ４４の判別でＹＥＳのときは自動定常モードとな
るので、前記Ｐ３４以降の処理がなされる。また、Ｐ４
４′での判別でＮｏのときは、自動パワーモードのとき
である。このときは、Ｐ４５において、アクセル開度の
変速速度α′のうち最大値ａｌｌａ！を記憶、更新する
。そして、Ｐ４６において、第７図に示すマツプに照し
て、この最大値α’　ｌａ！に相当するスロットルゲイ
ンかに２（ｌ≦に２≦Ｋｍａｘ）として読込まれる。そ
して、この読込まれた値に２がＰ４７においてスロット
ルゲインにとして設定される。この後は。

前記Ｐ４１以降の処理がなされる。

ここで、自動パワーモードの場合（ｐ４ｊの判別でＮｏ
の場合）は、第１２図に示すように、車速に応じてに２
　　（Ｐ４６、Ｐ４６）を設定するようにしてもよい。

また、基本スロットル特性が例えば第１３図に示すよう
に非線形とされた複雑な場合は１、アクセル開度に応じ
たスロットルゲインＫ　（Ｐ４４でのＫ）を、第１４図
に示すマツプよりこのスロットルゲインＫ（そのときの
、アクセル開度に応じたＫ）をサーチするようにしても
よい。もっとも、マツプによらないときは、例えば、ア
クセル開度のサンプリング周期において、最新のものを
αｎ、前回のものをαｎ−１とすれば、基本スロットル
特性に照してａｎに対応して得られるＴｎとαｎ−１に
対応して得られるＴｎ−１とを用いて、必要なスロット
ルゲインＫ　（Ｐ４４のＫ）を演算するようにしてもよ
く、この場合は演算式は当然のことながら、 Ｋ＝　（Ｔｎ−Ｔｎ−１）　／　（ｃｘｎ　−ａｎ　−
１）となる、そして、アクセル開度のサンプリング周期
毎に、ａｎをαｎ−１に更新するようすれ゛ばよい。

以上実施例について説明したが、運動特性変更のために
用いるパワープラント系の発生トルク調整のために、燃
料噴射峻（特にディーゼルエンジンの場合）や変速機の
変速段（特に無段変速機の場合）を変更等、適宜のもの
を採択し得る。

また、運動特性としては、第５図に示すアクセル開度−
車体加速度の他、アクセル操作速度（α′）−車体加速
度として設定するようにしてもよい。

（発明の効果） 本発明は以上述べたニヒから明らかなように、アクセル
開度が変化されて車体の前後方向加速度が生じる際に、
アクセル操作に応じた加速度の発生態様を最適なものと
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す全体系統図。 第２図、第３図は変速特性を示す特性図。 第４図は基本スロットル特性を示す特性図。 第５図はアクセル操作に対する前後方向加速度の発生態
様を示す遅動特性図。 第６図はアクセル開度の変化速度に応じて運動特性の選
択切換えを行なう様子を図式的に示す図。 第７図はアクセル開度の変化速度の最大値α′ｌ１ａｘ
とスロットルゲインとの関係を示すマツプ。 第８図は定常モード用の運動特性に対応したスロットル
開度の設定とパワーモード用の運動特性に対応したスロ
ットル開度の設定との関係を示す図。 第９図〜第１１図は本発明の制御例を示すフローチャー
ト。 第１２図はスロットルゲインを車速に応じて求めるため
に用いるマツプ。 第１３図は基本スロットル特性の他の例を示す特性図。 第１４図は第１３図に示すスロットル特性を用いた場合
にパワーモード用のスロットルゲインをアクセル開度に
応じて求めるために用いるマツプ。 第１５図は本発明の全体構成図。 ｌ：エンジン ２二自動変速機 ７：スロットルアクチュエータ ８：スロットル弁 １０：制御ユニット １１：センサ（アクセル開度） １３：スイッチ（！ｌ動特性選択用）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）車体の前後方向の運動を支配するパワープラント
   系の発生トルクを調整するトルク調整手段と、 前記トルク調整手段を制御して、アクセル操作に対する
   車体前後方向の加速度の発生態様が所定の特性となるよ
   うに制御する運動特性制御手段と、 前記運動特性制御手段が用いる前記所定の特性を、あら
   かじめ定めた条件にしたがって変更する運動特性変更手
   段と、 を備えていることを特徴とする車両の運動特性制御装置
   。